Тем временем россияне в течение нескольких дней под огнём со стен (весьма неточным, ибо стрелять татары заставляли русских же пленников, прикованных цепями) окопали весь город шанцами, настроили по проекту дьяка Выродкова батарей и установили артиллерию. Всего город обстреливало около 150 орудий, самое малое из которых имело полторы сажени в длину.
Пушечные батареи дополнялись подтянутыми под самые стены тяжёлыми мортирами для истребления неприятеля внутри города. Первые же залпы русской артиллерии освободили стены и башни Казани от пушек, сбитых прочь точными выстрелами пушкарей. Не удавалось избавиться только от мушкетного обстрела, приводившего к ощутимым потерям.
По плану Ивана Григорьевича Выродкова Казань за семь дней была окружена двумя параллельными линиями туров с батареями; на крутых местах строились надолбы. Бойницы внутренних укреплений были обращены к городу, а внешних — в поле, поскольку казанцы постоянно налетали со всех сторон. Неуловимый Япанча со своими всадниками нападал на строителей и коноводов, охотился за заготовителями конского корма.
Стоило муллам Казани вынести на высокую башню громадное зелёное знамя ислама и помахать им в воздухе, как конные полки вырывались из лесов и всей мощью наваливались на россиян. Тотчас открывались ворота города, и казанцы шли на вылазку, сражаясь с невиданной храбростью.
Теперь, когда казанцы бились не за крымского ставленника, а за собственные дома, борьба стала крайне ожесточённой. Воодушевление охватило и русских ратников. Даже Иван Фёдорович Мстиславский, никогда не отличавшийся рвением, бросился на отражение вылазки, был ранен, но пленил вражеского военачальника.
Во время одной из вылазок на батареи тяжёлых орудий десятитысячный русский полк был оттеснен с укреплений и только своевременно подоспевшее муромское дворянство обратило неприятеля в бегство.
28 августа Передовой полк Ивана Ивановича Турунтая-Пронского и Дмитрия Ивановича Хилкова с огромным напряжением и помощью других полков отбросил неприятеля в сече на Арском поле. На следующий день войска Япанчи угрожали полкам Щенятева и Курбского, Дмитрия Фёдоровича Палецкого и Алексея Адашева, отвлекая большие силы на оборону наружного пояса осады.
Вылазки и набеги казанцев участились. Доходило до того, что ратникам некогда было и сухарь спокойно съесть. Едва не каждую ночь воинство пребывало без сна, отряды же казанцев были неуловимы. На военном совете в царском шатре храбрейшие воеводы вызвались положить конец набегам Япанчи. Александр Борисович Горбатый, Семён Иванович Микулинский-Пунков и Давыд Фёдорович Палецкий с товарищами взялись заманить Япанчу в засаду.
30 августа Александр Борисович с конницей выехал на Арское поле, как бы предлагая себя неприятелю. Стрелецкую и поместную пехоту он послал в обход поля лесом. Князь Юрий Иванович Шемякин-Пронский скрытно обходил поле с другой стороны.
В третьем часу дня передовые отряды казанской кавалерии напали на охрану у русских укреплений, которая, избегая схватки, отступила. Пока казанцы гарцевали у шанцев, осыпая их стрелами, в поле выступили главные пешие и конные полки Япанчи. Заманивая их, Горбатый под градом стрел медленно отступал, пока последние ряды неприятеля не вышли на поле.
По сигналу Горбатого начал атаку Шемякин-Пронский, пехота ускорила движение, перерезая неприятелю пути отхода. Видя ловушку, Япанча со своими полками отважно устремился на главного воеводу, надеясь смять его малые силы. Поднял тут Александр Борисович саблю и закричал громовым голосом:
— Напустим! Время! Бог с нами — кто на нас!
Как ветер полетели конные полки друг на друга и с грохотом столкнулись посреди поля, а из-за холмов и перелесков уже мчали на помощь своим Микулинский и Палецкий, наседал на задние ряды казанцев Шемякин-Пронский. В жаркой сече изрубили россияне противника. Неукротимый Япанча вырвался с остатками полков, но непросто было отделаться от Горбатого: пятнадцать верст гнали их русские конники, сбросив остатки в речку Килирь. Тут, на берегу, остановил Александр Борисович коня и велел трубить в серебряные трубы, созывая ратников.
Многие считали Казань окончательно отрезанной от возможной помощи, но Горбатый, Микулинский и Палецкий понимали, что у противника ещё оставались возможности для восстановления сил. 6 сентября воеводы получили разрешение на новый поход. К тому времени казанцы, собравшиеся после разгрома Япанчи, укрепились в двух верстах от города на горе между болот и озер. Здесь они возвели стену из заполненных землёй срубов, прикрыли фланги укрепления лесными завалами и намеревались устроить базу для набегов к городу.
На этот раз Александр Горбатый и Семён Иванович Микулинский с товарищами показали, что знают толк не только в кавалерийской атаке. Впереди полков они поставили стрельцов и казаков с полевой артиллерией. Семён Иванович, спешившись и приказав сойти с коней дворянам, лично повёл полк на крепость. Под прикрытием пушечного и мушкетного огня через два часа он подвел воинов к самым воротам и вломился в острог.
Пока Микулинский-Пунков наступал под градом стрел, в грохоте артиллерии и мушкетной пальбе, Горбатый со спешенной кавалерией обходил неприятеля справа. В короткой сече казанская оборона на засеках была сломлена, и Александр Борисович вышел к вражескому лагерю. Неприятель был окружён и уничтожен, двести человек попали в плен.
Не останавливаясь в богатом лагере, воеводы стремительным броском прошли более двадцати верст к Арской крепости, стоявшей в самом сердце богатых казанских угодий и сделавшейся во время осады Казани центром сбора новых неприятельских сил. Весть о поражении и вид наступающих русских полков парализовали защитников крепости, оказавшейся не подготовленной к отражению штурма. Неприятель бежал, Горбатый, Микулинский и Палецкий вступили в город, захватив преизрядные запасы оружия и продовольствия.
Не довольствуясь этой победой, русские войска наступали до самой Камы на полосе шириной в полтораста верст, освободив огромное множество согнанных сюда русских пленников и взяв такую богатую добычу, что после их возвращения под Казань корова в лагере стоила десять денег (пять копеек), а огромный вол — десять копеек. Островом сопротивления в Казанском ханстве осталась его столица.
Но и здесь воеводская смекалка ускоряла события. Ещё 31 августа немец инженер по прозванию Размысл начал вести к городу хитроумный подкоп. Тогда же воеводы Сторожевого полка Василий Семёнович Серебряный и Семён Васильевич Шереметев приметили, что в ближайшей к ним казанской башне устроен тайный ход, откуда неприятель берёт воду.
Не мудрствуя лукаво, прямо из казачьей бани ратники Сторожевого полка за десять дней прокопались к тайнику и подкатили под него 11 бочек пороху. Раздался страшный взрыв, вырвавший башню и часть городской стены. Ещё сыпались на помёртвевших от ужаса казанцев камни и бревна, а Серебряный со своими орлами, подняв крестоносную хоругвь, скороустремительно летел на врага, рыкая, аки лев.
Перебив и пленив множество казанских воинов, ратоборцы Серебряного ворвались в город и целый день вели в нем бои, не получая никакой помощи от своих. Как всякий тиран, царь Иван Васильевич плохо относился к инициативе и считал лишним всё, что выходило за рамки его собственных планов. Оставленные без подмоги, воины Сторожевого полка к ночи вынуждены были отступить на прежние позиции.
